CN104245292B - 通过离散作用识别来改进均匀性 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了用于通过将与均匀性贡献相关联的离散作用(例如由产品接头产生的作用)与连续作用分离来改进轮胎的均匀性的系统和方法。举例来说，通过分析均匀性波形以将所述均匀性波形处理成一或多个连续成分以及至少一个接头成分来确定与所述产品接头相关联的均匀性贡献。可以使用与所述轮胎中的产品接头相关联的所述均匀性贡献的知识来例如在所述轮胎的制造中进行结构改进、有效地管理接头制造过程，以及执行对接头作用的动态校正。

Description

通过离散作用识别来改进均匀性
技术领域
本发明大体上涉及用于改进轮胎均匀性的系统和方法，并且更确切地说涉及用于将离散作用(例如由产品接头产生的作用)与连续循环作用分离以获得均匀性改进的系统和方法。
背景技术
轮胎非均匀性与在轮胎的特定可计量特征中相对于轮胎的旋转轴线的对称性(或缺乏对称性)有关。遗憾的是，常规轮胎成型方法具有许多在轮胎中产生非均匀性的可能。在轮胎的旋转期间，存在于轮胎结构中的非均匀性在车轮轴线处产生周期性变化的力。当这些力变化作为明显的振动传送到车辆以及车辆乘员时，轮胎非均匀性是重要的。这些力通过车辆的悬架传送并且可以在车辆的座位以及方向盘上感觉到，或者作为噪声在车厢中传送。传送到车辆乘员的振动的量已经被分类为轮胎的“乘坐舒适”或“舒适”。
轮胎均匀性特征或属性大体上被分类为尺寸或几何变化(径向偏心(RRO)以及横向偏心(LRO))、质量变化，以及滚动力变化(径向力变化、横向力变化以及切向力变化，有时也称为纵向或前后力变化)。均匀性测量机器通常通过在轮胎关于其轴线旋转时测量在轮胎周围的多个点处的力来测量上述以及其它均匀性特征。
一旦识别了轮胎均匀性特征，校正程序就能够通过对制造过程进行调整而产生一些均匀性。可以执行额外的校正程序以解决硫化轮胎的非均匀性，所述额外的校正程序包含但不限于向硫化轮胎添加材料和/或从硫化轮胎去除材料，和/或使硫化轮胎变形。
许多不同的因素可以造成在轮胎中的非均匀性的存在，所述因素包含在轮胎中的一或多个产品接头的存在。产品接头通常形成于在轮胎的制造期间的各种产品中，例如外壳织物层、皮带层、钢丝圈、内衬、胎面，以及其它橡胶层。与形成接头的物理动作相联系的接头的几何形状可能对轮胎的均匀性具有较大影响。
当前的均匀性分析方法可不准确地将连续循环均匀性作用与更加离散的作用(例如由产品接头产生的作用)分离，从而导致均匀性校正过程的降低的有效性。所述不准确可能出现在较大零件中，因为由产品接头产生的离散作用是类似于方波的局部现象并且不是纯正弦曲线。一般来说，此接头形状将同时造成多个均匀性谐波。因此，经设计以解决在一个谐波处的均匀性问题的校正程序可导致在其它谐波处的均匀性的恶化。
因此，需要一种对更加准确地识别离散作用(例如由产品接头产生的作用)对轮胎的均匀性的影响的系统和方法。
发明内容
本发明的各方面以及优点将部分在以下描述中进行阐述，或者可以从所述描述中显而易见，或者可以通过本发明的实践来习得。
本发明的一个示例性方面涉及用于改进轮胎的均匀性的方法。所述方法可包含在处理装置处接收针对轮胎测得的均匀性波形。所述均匀性波形与轮胎的至少一个均匀性参数相关联。所述方法进一步包含利用所述处理装置分析均匀性波形以将均匀性波形解析成一或多个连续成分以及至少一个接头成分。所述至少一个接头成分与轮胎中的产品接头相关联。所述方法进一步包含利用所述处理装置至少部分基于至少一个接头成分导出产品接头的一或多个特征。在特定的实施方案中，产品接头的一或多个特征可以包含接头位置、接头高度、接头长度，或接头形状。所述方法可以进一步包含基于产品接头的一或多个特征来修改对一或多个轮胎的制造。
根据本发明的特定的方面，分析均匀性波形包含将均匀性波形建模为多个正弦曲线项以及至少一个接头项的总和。所述多个正弦曲线项可以与一或多个连续成分相关联并且所述至少一个接头项可以与接头成分相关联。分析波形可以进一步包含使用线性回归分析或线性编程分析来估计与至少一个接头项相关联的系数，以及至少部分基于所确定的系数来确定产品接头的一或多个特征。
本发明的另一示例性方面涉及用于改进轮胎的均匀性的系统。所述系统包含处理器以及存储用于通过处理器执行的计算机可读指令的计算机可读媒体。所述计算机可读媒体进一步存储轮胎的至少一个所测量的均匀性参数的均匀性波形。所述处理器经配置以执行计算机可读指令来分析均匀性波形，以将均匀性波形解析成一或多个连续成分以及至少一个接头成分。
参考以下描述以及所附权利要求书，本发明的这些以及其它特征、方面以及优点将得到更好的理解。并入在本说明书中并且构成本说明书的一部分的附图图示了本发明的实施例，并且与所述描述一起用以阐释本发明的原理。
附图说明
本发明的针对所属领域的技术人员的完整且使得实现的揭示内容(包含其最佳模式)在说明书中得到阐述，所述揭示内容参考附图，在所述附图中：
图1(a)描绘了示例性产品接头的均匀性波形。图1(a)沿着横坐标绘制了径向力并且沿着纵坐标绘制了沿着轮胎的方位角位置。
图1(b)描绘了与图1(a)中的均匀性波形相关联的示例性产品接头。
图1(c)描绘了与图1(a)的均匀性波形相关联的谐波分布的直方图。图1(c)沿着横坐标绘制了在每个谐波处的相对贡献并且沿着纵坐标绘制了相关联的谐波。
图2(a)描绘了示例性点接头的均匀性波形。图2(a)沿着横坐标绘制了径向力并且沿着纵坐标绘制了沿着轮胎的方位角位置。
图2(b)描绘了与图2(a)的均匀性波形相关联的谐波分布的直方图。图2(b)沿着横坐标绘制了在每个谐波处的相对贡献并且沿着纵坐标绘制了相关联的谐波。
图3(a)描绘了示例性产品接头的均匀性波形。图3(a)沿着横坐标绘制了径向力并且沿着纵坐标绘制了沿着轮胎的方位角位置。
图3(b)以及3(c)描绘了可能与图3(a)的均匀性波形相关联的示例性产品接头。
图3(d)描绘了与图3(a)的均匀性波形相关联的谐波分布的直方图。图3(d)沿着横坐标绘制了在每个谐波处的相对贡献并且沿着纵坐标绘制了相关联的谐波。
图4(a)描绘了多个产品接头的均匀性波形。图4(a)沿着横坐标绘制了径向力并且沿着纵坐标绘制了沿着轮胎的方位角位置。
图4(b)描绘了与图4(a)的均匀性波形相关联的谐波分布的直方图。图4(b)沿着横坐标绘制了在每个谐波处的相对贡献并且沿着纵坐标绘制了相关联的谐波。
图5(a)描绘了根据本发明的一个示例性实施例的表示针对实际轮胎测得的波形的示例性均匀性波形。图5(a)沿着横坐标绘制了径向力并且沿着纵坐标绘制了沿着轮胎的方位角位置。
图5(b)描绘了对图5(a)的均匀性波形的连续作用贡献。图5(b)沿着横坐标绘制了径向力并且沿着纵坐标绘制了沿着轮胎的方位角位置。
图5(c)描绘了对图5(a)的均匀性波形的接头作用贡献。图5(c)沿着横坐标绘制了径向力并且沿着纵坐标绘制了沿着轮胎的方位角位置。
图6描绘了根据本发明的一个示例性实施例的示例性方法的流程图。
图7描绘了根据本发明的一个示例性实施例的示例性方法的流程图。
图8提供了根据本发明的一个示例性实施例的例示性系统的框图。
图9描绘了示例性轮胎的回归分析的示例性结果。图9沿着横坐标绘制了径向力并且沿着纵坐标绘制了沿着轮胎的方位角位置。
图10描绘了根据本发明的一个示例性实施例识别的接头高度的直方图。图10沿着横坐标绘制了产品接头的百分比并且沿着纵坐标绘制了接头高度。
图11描绘了根据本发明的一个示例性实施例识别的对在第一谐波处的径向力变化的贡献的直方图。图11沿着横坐标绘制了产品接头的百分比并且沿着纵坐标绘制了对在第一谐波处的径向力变化的百分比贡献。
图12提供了通过在轮胎制造期间使产品旋转实现的示例性均匀性补偿方法的向量表示。图12中所描绘的向量分析并未将接头作用与连续作用分离。
图13提供了通过在轮胎制造期间使产品旋转实现的示例性均匀性补偿方法的向量表示。图13中所描绘的向量分析是根据本发明的示例性实施例将接头作用与连续作用分离。
具体实施方式
所属领域的技术人员将理解，本论述仅是对示例性实施例的描述，且并不意欲限制本发明的更广泛的方面。每个实例是为了阐释本发明而提供，而非限制本发明。事实上，所属领域的技术人员将清楚，在不脱离本发明的范围或精神的情况下可以在本发明中进行各种修改以及改变。举例来说，说明或描述为一个实施例的一部分的特征可以与另一实施例一起使用以形成再一实施例。因此，希望本发明涵盖处于所附权利要求书以及其等效物的范围内的此类修改以及变化。
大体上，本发明涉及用于通过将与离散作用相关联的均匀性贡献和与连续作用相关联的均匀性贡献分离来改进轮胎的均匀性的系统和方法。径向偏心(RRO)以及径向力变化(RFV)等均匀性参数受到离散作用以及连续作用两者影响。离散作用指代出现在轮胎的离散局部方位角位置内的作用，例如在轮胎制造中出现的由产品层中的产品接头产生的作用、压紧的橡胶作用、加热点作用，以及其它局部作用。连续作用指代基本上跨越轮胎圆周相关联的作用，例如由在轮胎的产品层的形状上的变化(例如在成型鼓上的产品层的失圆度)产生的作用。连续作用可以包含与在轮胎圆周内出现的周期变化(例如，成型鼓的失圆度，按压作用等)相关联的贡献，和/或与具有不是轮胎圆周的整除数的周期的周期变化(例如，由挤出机控制系统或可能使较软产品的形状发生变形的辊导致的在胎面厚度上的周期变化)相关联的贡献。
出于说明性目的，将参考由轮胎中的各种产品层中的产品接头产生的离散作用来论述本发明的标的物。然而，本发明的所述可以适用于其它离散作用，例如由压紧的橡胶产生的作用或其它离散局部作用。如下文所论述，产品接头对轮胎均匀性的影响与可能导致纯谐波作用或甚至非谐波作用的连续作用的影响不同。因为对均匀性问题的校正或防止通常必须通过对轮胎制造进行改变来实现，所以通过将接头作用与连续作用分离来更加清楚地理解对均匀性的作用可较为重要。可以使用与轮胎中的产品接头相关联的均匀性贡献的知识来例如在轮胎的制造中进行结构改进、有效地管理接头制造过程，以及在对轮胎硫化之前以及在对轮胎硫化之后都执行对轮胎的接头作用的动态校正。
更确切地说，可以分析与轮胎的均匀性参数相关联的均匀性波形(例如径向偏心(RRO)波形或径向力变化(RFV)波形)以将所述波形解析成一或多个连续成分以及至少一个接头成分。举例来说，均匀性波形可以建模为与一或多个连续成分相关联的正弦曲线项以及与接头成分相关联的至少一个接头项的总和。可以执行线性回归或线性编程分析以确定与正弦曲线项以及至少一个接头项相关联的系数。接头高度、接头长度、接头位置以及接头形状等接头特征以及其在各种谐波处对轮胎的均匀性的作用可以根据系数来确定。
一经构造，就可以许多方式使用至少一个接头项来改进轮胎的均匀性。举例来说，根据与接头项相关联的系数确定的接头特征可以用于进行接头审查以控制接头制造过程。另外，可以识别产品接头在各种谐波处的均匀性贡献并且可以使用此信息来确定特定轮胎的最佳产品接头特征。
本发明的系统以及方法可以用于增强现有的均匀性改进技术。举例来说，本发明的系统以及方法可以用于改进随后的轮胎的制造和/或用于在轮胎制造过程期间进行实时改进从而改进硫化前和/或硫化后的轮胎均匀性。
在一个应用中，分离的接头作用可以用于改进均匀性补偿方法。例如，由轮胎中的各种连续作用以及接头作用产生的均匀性贡献可以在极坐标中表示为各种作用的向量表示。所述向量表示可以具有等于在特定谐波处的均匀性贡献的峰到峰量值的量值以及等于测量参考点与最大均匀性贡献的点之间的角度差的方位角。在特定谐波处的总均匀性贡献可以建模为表示来自接头作用以及连续作用两者的均匀性贡献的向量中的每一者的向量和。因为本发明的标的物将接头作用与连续作用分离，所以此类均匀性补偿分析中使用的向量的数目可以实际上加倍，从而产生改进轮胎的均匀性的增加的能力。
研究已经示出，将接头作用与连续作用分离可以提供对轮胎的均匀性的实质性改进的能力。举例来说，已经发现，当与现有的轮胎均匀性补偿方法相比时，对于前四个径向力变化(RFV)的谐波，用于将接头作用与连续作用分离的可能的改进可以是近似20％到40％。
图1(a)描绘了与比轮胎的其余部分更厚的单个矩形产品接头相关联的RFV波形100。RFV波形可以与搭接接头相关联，例如具有图1(b)中所描绘的高度H以及宽度W的产品接头110。与产品接头110的高度H相关联的额外厚度将对将RFV波形100傅立叶分解成谐波具有特定的作用。图1(c)提供了矩形产品接头110的谐波贡献的直方图。如图所示，矩形产品接头110的贡献并非包含在一个谐波(例如第一谐波)中，而是在若干个谐波上均等地散布，其中其作用递减至较高的谐波中。
产品接头110的接头高度H确定贡献给每个谐波的量值的量并且产品接头110的接头宽度W影响对每个谐波的贡献的相对大小。轮胎上的接头位置直接与方位角有关，所述方位角同样与在每个谐波处的峰值贡献相关联。因为产品接头影响多个谐波，所以有可能的是，一个物理产品接头可能潜在地在一个以上谐波处产生问题。另外，将不可能在不影响多个谐波的情况下更改产品接头。
产品接头的形状还影响接头作用在各种谐波当中的分割。图2(a)图示了与非常窄的接头或点接头相关联的RFV波形102。举例来说，图2(a)的RFV波形102可以与类似于图1(b)的产品接头110的产品接头(除宽度W接近零外)相关联。如图2(b)中所示，接头的作用均等地分割在所有谐波中。
图3(a)所描绘了与U形产品接头相关联的RFV波形103。与图3(a)的RFV波形104相关联的接头具有有限的W宽度以及更加圆的侧面。举例来说，与图3(a)的波形104相关联的接头可以与图3(b)中所描绘的产品接头112或图3(c)中所描绘的产品接头115相关联。如图所示，当与图1(b)的产品接头110相比时，产品接头112以及115具有更加圆的侧面。所述圆的侧面可以由轮胎的制造过程产生，例如由产品层的接头按压或伸展产生。U形接头的谐波内容图示在图3(d)中。如图所示，U形接头的谐波内容在点接头与矩形接头的中间。甚至U形接头并不产生单个谐波影响，而是影响跨越多个谐波的均匀性。
根据产品接头的位置，多个接头的作用可以组合以产生多种谐波模式。图4(a)描绘了与多个产品接头相关联的RFV波形106，其中每个接头位于轮胎上不同的方位角位置处。图4(b)提供了图4(a)中示出的RFV波形104的谐波分布。基本上，接头充当在许多水平处的谐波的发生器，所述谐波随后如正常周期性谐波那样相长地且相消地彼此相互作用。根据每个接头的相对位置，每个接头的谐波贡献可以彼此抵消或加强。
纯粹循环连续作用(例如由轮胎成型鼓的失圆度产生的作用、按压作用、产品层内的作用，或其它作用)与接头作用不同，因为纯粹循环连续作用通常仅记录在一个谐波中。另外，多个循环连续输入可以比具有多个产品接头的情况简单得多的方式组合。实际上，对于每个频率的多个循环连续作用可以容易地变换成可以被独立研究的等效的单个循环连续作用。
在实际应用中，RRO波形或RFV波形等均匀性波形将是连续作用以及接头作用两者的混合。图5(a)描绘了更加表示针对实际轮胎测得的RFV波形的示例性RFV波形150。示例性波形150包含在前五个谐波处的连续作用以及两个接头作用。图5(b)描绘了对波形150的连续作用贡献152。图5(c)描绘了对波形的接头作用贡献154。
将均匀性波形150分成两种或更多种输入类型(例如，与连续作用相关联的一或多个连续成分以及与接头作用相关联的一或多个接头成分)可以在均匀性分析上提供许多优点。一旦已经识别单独的成分，就可以更加高效的方式采取行动以控制最大贡献成分。如所演示，产品接头的作用可以与对均匀性的连续作用相当不同。将接头作用与连续作用分离使得有可能把产品接头的改进作为目标和/或使产品接头的方位角位置关于轮胎旋转以改进均匀性。例如，除补偿连续作用之外，产品接头可以关于轮胎的方位角旋转以更好地补偿其它接头作用。
图6描绘了根据本发明的示例性方面的用于通过将连续成分与一或多个接头成分分离来改进轮胎的均匀性的方法(200)的示例性流程图。在(202)处，所述方法包含测量轮胎的均匀性波形。均匀性波形可针对来自普通过程或时间段的单个轮胎或多个轮胎。
均匀性波形可以与轮胎的至少一个均匀性参数相关联。举例来说，均匀性波形可以对应于均匀性参数，例如径向偏心(RRO)、径向力变化(RFV)、横向偏心(LRO)、横向力变化(LFV)、平衡、切向力变化(TFV)或其它合适的参数。图5(a)描绘了表示针对实际轮胎测得的RFV波形的示例性RFV波形。出于示例性目的，本发明将参考RFV波形进行论述。使用本文中提供的揭示内容，所属领域的技术人员应理解，本发明的范围同样适用于与其它均匀性参数相关联的均匀性波形。
所测量的均匀性参数通常对应于由在轮胎的一次旋转期间在等间隔的角度位置处测量的多个数据点(例如，128个、25个、512个或其它合适的数目的数据点)构造的波形。举例来说，所测量的均匀性参数(U)可以在围绕轮胎的多个等间隔的数据点N处获得，使得在数据点Un处获得测量值，其中n＝1，2，...，N。
应了解，均匀性波形可以在多种条件下获得。举例来说，均匀性波形可以在轮胎的硫化之前(例如RRO波形)或在硫化之后(例如RFV波形)测量。在轮胎的硫化之后获得的均匀性波形将被称作硫化后均匀性波形。在轮胎的硫化之前获得的均匀性波形将被称作硫化前均匀性波形。可以获得对于轮胎在任一方向(直接和/或间接)的旋转的均匀性波形。另外，可以获得在被装载或卸载条件下的均匀性波形。
还应了解，可以根据多种已知技术调节均匀性波形的实际数据点Un。举例来说，通过对在轮胎的多次旋转期间在每个数据点处所获得的值求平均值，可以获得多于轮胎的仅单次旋转下的Un值。在另一实例中，可以通过减去跨越所有对应的数据点的所测量的均匀性参数的平均量值来调节Un值，使得复合数据波形以参考的原点为中心。
参考图6，在(204)处，所述方法包含在处理装置(例如计算装置的处理器)处接收均匀性波形。处理装置可以经配置以执行本文中所论述的示例性分析技术以将波形解析成一或多个连续成分以及至少一个接头成分。下文将参考图8论述示例性处理装置。可以通过任何合适的接口从任何合适的装置或组件接收均匀性波形。例如，可以跨网络从在计算装置处的均匀性测量机器接收均匀性波形。
参考图6，在(206)处，所述方法包含分析均匀性波形以将波形解析成一或多个连续成分以及至少一个接头成分。如本文中所使用，将波形解析成一或多个连续成分以及至少一个接头成分包括将均匀性波形分解成一或多个连续成分以及至少一个接头成分。均匀性波形的典型的分析包括将波形分解成一或多个正弦曲线项的总和以及解出与正弦曲线项相关联的系数。如本领域中已知，将仅正弦曲线项输入到均匀性波形分析中简单地再现了对均匀性波形的傅立叶分析且并不将均匀性波形分离成一或多个连续成分以及至少一个接头成分。
为了处理此不足，本发明的各方面包括将与接头作用相关联的另外项作为输入引入均匀性波形分析中。可以解出这些另外项的系数并且将其用于确定接头特征。在盲目搜索分析中，可以在没有关于接头位置的先前信息的情况下进行接头作用估计。然而，本文中所论述的用于将接头作用与连续作用分离的方法将参考其中至少部分已知关于产品接头的信息(例如轮胎上的相对接头位置)的应用进行论述。
图7描绘了用于分析波形以将波形解析成一或多个连续成分以及至少一个接头成分的示例性方法(300)的流程图。在(302)处，所述方法包含将均匀性波形建模为多个正弦曲线项以及至少一个接头项的总和。多个正弦曲线项与均匀性波形的一或多个连续成分相关联。至少一个接头项与均匀性波形的至少一个接头成分相关联。在(304)处，所述方法包含使用线性回归分析或线性编程分析估计与一或多个正弦曲线项以及至少一个接头项相关联的系数。最终，在(306)处，基于系数确定一或多个接头特征。
例如，在一个实施例中，可将均匀性波形建模为一组J个正弦曲线、K个接头，以及随机误差的总和，如以下等式(1)中所示：
J是经选择用于分析并且可以包含第j个谐波中的每一者的轮胎谐波(hj的整数值)以及过程谐波(hj的非整数值)的谐波的总数目。N是均匀性波形的长度，其中围绕轮胎测量了n＝1，2，...，N个数据点。与每个谐波的正弦曲线项(和项)相关联的系数分别由xj以及yj提供。fk表示与在轮胎上的接头区间lk到uk内的接头相关联的波形点的任何函数。lk表示产品接头的已知相对起始位置并且uk表示产品接头的已知相对结束位置。
为了便于使用上述模型估计接头作用，有可能以若干种方式对每个接头项的函数fk进行近似或建模。在一个实例中，将接头项建模为在接头区间lk到uk内的每一点处的唯一接头项。这些唯一接头项中的每一者都具有在均匀性分析中估计的相关联的系数。在此实例中，均匀性波形可以基于以下等式(2)建模：
其中ckp是在接头区间lk到uk内的每个点pk＝n的单独的系数。此模型提供了最灵活的近似并且允许同时获取接头形状、长度以及高度。此模型还需要增加数目的待定系数(2*J+(uk-lk+1)*K)并且可能需要增加的计算/处理能力和/或处理时间。
在另一实例中，可将接头项建模为在接头区间lk到uk内的方波。在此特定实例中，均匀性波形可以基于以下等式(3)建模：
其中ckp受到ckp＝0或ckp＝ck的约束。在此特定模型中，将接头区间内的每个点建模为具有固定常数ck或0的系数的唯一接头项。此模型实现了在确定接头特征(例如接头长度以及接头高度)时的灵活性并且将需要比前述模型更少的系数。接头高度可以基于系数ck的值来确定。接头长度可以基于在接头区间内与ck的系数相关联的点的数目来确定，这与和系数0相关联的点形成对比。
在又一实例中，接头长度是已知的，而且可以假设接头形状也是已知的。在此实例中，接头项可以基于以下等式(4)建模：
在此实例中，将接头建模为等于跨越从lk到uk的整个接头区间的系数ck的常数。指示函数ind(lk<n<uk)为接头区间lk到uk内的点提供值1并且为在接头区间lk到uk外的点提供值0。与接头相关联的接头高度可以基于单个系数ck来确定。当与其它模型相比时，此模型可以具有较少数目的待估计系数。
可以将其它约束添加到模型上以使估计过程稳定。举例来说，如果存在许多接头或紧密间隔(在频率上)的连续成分，那么可以包含最大振幅等约束。在某些情况下，将模型中的系数约束为大于或等于零可能是有利的。
如上文所论述，分析均匀性波形包含估计一或多个正弦曲线项以及至少一个接头项的系数，如图7的(304)处所示。在等式(1)到(4)中提供的示例性模型中，与正弦曲线项以及接头项相关联的系数可以使用回归方法或编程方法来估计。在回归方法下，将系数确定为使等式最佳拟合均匀性波形中的数据点。举例来说，回归分析将解出与正弦曲线项相关联的xj，yj系数以及与接头项相关联的ckp系数，使得等式最佳拟合由均匀性波形提供的数据。
在编程方法下，将系数估计为使所测量的均匀性波形数据点与使用模型所估计的数据点之间的差值或误差最小化。系数可以使用线性(或二次)编程方法来估计。举例来说，考虑与等式(4)相关联的实例模型，其中将接头项建模为等于跨越从lk到uk的整个接头区间的系数ck的常数。所述系数可以使用受到以下约束的线性编程方法来估计：
其中
并且对于所有k，0<ck。也可以同样利用相同的公式表示使平方误差最小化。
作为另一个实例，考虑与等式(2)相关联的模型，其中将接头项建模为接头区间lk到uk内的多个点，其中间隔内的每个点都具有单独的系数ckp。所述系数可以使用受到以下约束的线性编程方法来估计：
其中
并且对于所有k，0<ck。也可以同样利用此公式表示使平方误差最小化。
返回参考图6，作为(208)，所述方法包含基于至少一个接头成分确定至少一个产品接头的接头特征。接头特征可以包含与接头项相关联的产品接头的接头高度、接头长度，以及接头形状。根据本发明的特定方面，可以基于与接头项相关联的系数导出产品接头的各种特征，如在图7的(306)处所图示。
考虑与上述等式(2)相关联的实例，所述等式将接头项建模为在接头区间lk到uk内的多个点，其中每个点具有单独的系数ckp。此特定模型提供了在导出包含接头长度、接头高度以及接头形状的接头特征时的灵活性。接头长度可以通过识别在接头区间lk到uk内具有指示产品接头的起始或结束的系数的点来确定。接头高度以及接头形状可以根据跨越接头区间的系数ckp的值来确定。
作为另一个实例，考虑与上述等式(3)相关联的模型，其中将接头项建模为跨越接头区间的方波。此特定模型提供在导出包含接头长度以及接头高度的接头特征时的灵活性。接头长度可以根据在接头区间lk到uk内与常数ck相关联的点的数目来确定，这与零值形成对比。接头高度可以根据常数ck的值来确定。
作为又一实例，考虑与上述等式(4)相关联的模型，其中将接头项建模为跨越整个接头区间lk到uk的常数ck。此特定模型允许确定接头高度。接头高度可以基于系数ck的值来确定。
再参考图6，在(208)处，可以根据均匀性波形的接头成分确定其它接头特征。举例来说，可以执行仅接头项的傅立叶分析以识别产品接头在各种谐波处(例如，在第一谐波处、第二谐波等处)的贡献。此信息可以用作均匀性分析的一部分以改进在所选择的谐波处的轮胎的均匀性，如下文将更详细论述。举例来说，产品接头在特定谐波处的均匀性贡献可以变换成向量表示，所述向量表示可以用于平衡其它向量以改进在所选择的谐波处的轮胎的均匀性。
所导出的接头特征可以用于修改对一或多个轮胎的制造以改进轮胎的均匀性。存在多种基于产品接头的一或多个特征来修改对一或多个轮胎的制造以改进轮胎的均匀性的方式。例如，接头特征可以用作接头审查的一部分以在随后制造的轮胎中改变一或多个接头特征以改进随后的轮胎的均匀性，并且用作均匀性补偿分析的一部分以在轮胎的硫化之前或者在轮胎的硫化之后提供对轮胎的实时均匀性改进。
举例来说，如在图6的(210)处所图示，轮胎的接头特征可以用于实施轮胎的接头审查。例如，在一个过程下或由一个操作员制造的一组轮胎的均匀性波形可以使用所揭示的方法来分析，以确定在轮胎的制造期间所使用的产品接头的接头特征。所述接头特征可以与预定标准进行比较或处于研究组内或以其它方式用于准实时地管理接头制造过程。这可以取代由时间可能有限的人工操作员进行的或远离制造地点而定位的典型的接头审查。
根据本发明的另一方面，所确定的接头特征可以用作轮胎构造设计过程的一部分以改变随后制造的轮胎的产品接头的接头特征以用于均匀性改进，如在图6的(212)处所示。如上文所论述，对于给定的接头长度以及接头高度，产品接头的接头形状可对轮胎的最终均匀性具有直接影响。根据与轮胎的构造有关的其它问题，可以存在特定的接头形状而非可以选择的接头形状，从而提供轮胎的最佳均匀性特征。本文中所论述的分析方法可以用于识别接头形状或其它接头特征(例如接头高度或接头长度)以改进由特定的轮胎设计提供的均匀性。
根据本发明的另一方面，接头特征可以用作均匀性补偿方法的一部分以改进一或多个轮胎的均匀性，如在(214)处所示。举例来说，接头特征可以用作均匀性补偿方法(例如特性分析、过程谐波(例如，具有关于轮胎圆周的非整数周期的连续谐波)的减少)的一部分，或者用作绿色轮胎校正系统的一部分。
在示例性均匀性补偿方法中，在特定谐波处的均匀性贡献可以表示为在极坐标中的向量，其中所述向量具有等于在特定谐波处的均匀性贡献的峰到峰量值的向量量值以及等于测量参考点与最大均匀性贡献的点之间的角度差的方位角。可将在特定谐波处的总均匀性贡献建模为表示来自接头作用以及连续作用两者的均匀性贡献的向量中的每一者的向量和。在均匀性补偿方法期间，与特定均匀性贡献相关联的向量可以经旋转以平衡与其它均匀性贡献相关联的向量，从而导致在特定谐波处减少的总均匀性贡献。将参考图12和13来论述使用均匀性贡献的向量表示的示例性均匀性补偿分析。
在一个应用中，均匀性补偿方法充当特性分析的扩展以改进轮胎的均匀性。在特性分析中，各种轮胎产品的起始点在装配过程期间交错，随后观察对硫化后均匀性的作用，例如硫化后径向力变化。所收集的数据用于指定轮胎成型步骤中的每一者的产品起始点的布置，所述布置最佳地降低硫化后均匀性。例如，产品接头可以旋转到成型鼓上的不同方位角位置处。如果产品具有一致性特性(即，无过程谐波)，那么可以假设此旋转使接头作用的量值保持不变并且简单地将与所述作用相关联的方位角改变180度或进行其它合适的旋转。
产品接头的旋转在向量分析中可以通过使接头作用的向量表示旋转来表示。在均匀性补偿方法期间，与特定均匀性贡献相关联的向量可以经旋转以平衡与其它均匀性贡献相关联的向量，从而导致在特定谐波处减少的总均匀性贡献。将均匀性贡献分离成接头作用以及连续作用提供了在补偿分析期间旋转的更多的向量。
在将接头作用补偿应用于特性分析中时的重要考虑因素是以下事实：因为产品接头不是纯谐波正弦曲线，所以它可对多个轮胎谐波具有影响。一般来说，在不改变接头形状的情况下，产品接头的旋转将同时使所有这些谐波作用旋转。因此，在必要时，可以使用恰当的接头位置以选择性地平衡谐波作用的其它源。
还可能改变接头的形状或长度以改变其对不同谐波的相对贡献，使得补偿可以更加灵活。例如，长产品接头将具有对较低谐波(例如，第一谐波、第二谐波等)更强烈的相对贡献，而短接头将倾向于更加强烈地影响较高次谐波。接头的形状也影响其作用，但却是以与比长度或者厚度较不灵敏的方式。甚至接头的数目也可以用于获得在均匀性上的优点。例如，一般来说，使两个接头偏移180度将减少奇数号码的谐波(例如，第一谐波、第三谐波等)，但增加偶数编号的谐波(例如，第二谐波、第四谐波等)。在0度处的短接头以及在180度处的长接头可以用于降低在第一谐波处的影响，而允许在较高谐波中的较小增加。还可以(举例来说)通过经由接头按压或其它工具特意压平较小区域来引入人造接头以改进均匀性。
均匀性补偿方法还可以与绿色轮胎校正系统联合使用。WO2005/051640中揭示了示例性绿色轮胎校正系统，所述WO2005/051640出于各种目的以引用的方式并入本文中。在一个方面中，可以测量并且分析硫化前均匀性波形以将所述均匀性波形分离成接头成分以及连续成分。接头成分可以用于识别绿色接头特征，所述绿色接头特征随后可以用于修改对轮胎的制造以改进绿色轮胎的均匀性。举例来说，可以夹紧和/或重塑未硫化轮胎以补偿绿色轮胎中的一或多个绿色接头。
在其它方面中，可以使用绿色接头特征来估计产品接头对轮胎均匀性的硫化后贡献。举例来说，使用随机绿色产品接头制得的一组波形可以用于产生一个模型，所述模型可以用于估计各种绿色接头特征(例如，接头高度、接头长度，以及接头形状)对轮胎的硫化后均匀性的作用。随后可以将所估计的产品接头的硫化后贡献用作均匀性补偿分析的一部分以改进轮胎的均匀性。可以根据均匀性补偿分析修改对轮胎的制造以改进均匀性。
确定绿色产品接头的接头特征可以开辟对轮胎制造过程的可能的直列式、逐轮胎修改。例如，可以修改产品接头自身以改进均匀性。确切地说，可以重造或重塑接头以防止不可接受的最终产物的可能性。举例来说，成形的接头按压可以施加跨越接头的差压以将接头的形状从方波改变成更像U形接头的形状。
作为另一个实例，可以更改额外的产品接头以帮助校正难以进行校正的接头。举例来说，在基础第一产品层中的准备接头可以认为在轮胎成型期间是不可能改变的。为了补偿此，可以改变在第二产品层中的产品接头以校正在第一产品层中的接头的作用。至少出于与第一产品层相关联的产品接头可难以接近的这一原因并且因为第一产品层中的产品接头可比第二产品层中的产品接头具有对均匀性的更坏的影响，这可以是有利的。
作为又一实例，可以沿着轮胎的表面诱发人造或“伪接头”。举例来说，可以已知与轮胎中的胎面层相关联的产品接头是对特定轮胎上的不良均匀性的主要贡献者。在胎面层的内侧上或在另一内部产品上引入“伪接头”以抵消在胎面层中的产品接头的作用可以是有利的。
现在参考图8，其图示了用于实施上述方法的示例性硬件组件的示意性概述。根据多个相应的制造过程构造了示例性轮胎600。此类轮胎成型过程可以(例如)包含应用各种橡胶化合物和/或其它合适的材料的层以形成轮胎胎体、提供轮胎带部分以及胎面部分以形成轮胎峰块、将绿色轮胎定位在硫化机中，以及硫化成品绿色轮胎等。此类相应的过程元素表示为图8中的602a，602b，…，602n并且组合以形成示例性轮胎600。应了解，可以通过各种过程602a到602n的一次迭代构造一批多个轮胎。通常，这是根据所揭示的均匀性改进技术进行测量并且测试的一批多个轮胎。随后可以分析多个模型轮胎以改进随后制造的轮胎的轮胎成型过程。
仍参看图8，提供测量机器604以获得各种均匀性测量值，例如在图6的(202)处获得的均匀性测量值。一般来说，此测量机器可以包含安装夹具等特征，轮胎安装在所述安装夹具上并且以一或多个预定速度离心地旋转。在一个实例中，采用激光传感器以通过相对于轮胎600的接触、非接触或近接触定位来操作，以便确定在轮胎表面关于中心线旋转时，所述轮胎表面在多个数据点(例如，128个点)处的相对位置。
可以转送通过测量机器604获得的测量值，使得在一或多个计算机606处接收所述测量值，所述一或多个计算机可以分别包含一或多个处理器608，但出于图示的简易性以及清晰性目的，图8中仅示出了一个计算机以及处理器。处理器608可以经配置以接收来自输入装置614的输入数据或存储在存储器612中的数据，所述数据包含轮胎参数的原始测量值。处理器608随后可以根据所揭示的方法分析此类测量值，并且经由输出装置616向用户提供可使用的输出(例如数据)或者向过程控制器618提供信号。均匀性分析可以替代地通过一或多个服务器610或在多个计算以及处理装置上实施。
各种存储器/媒体元件612a、612b、612c(统称为“612”)可以提供为非暂时性计算机可读媒体的一或多个变体的单个或多个部分，所述非暂时性计算机可读媒体例如为(但不限于)，易失性存储器(例如，随机存取存储器(RAM)，例如，DRAM、SRAM等)以及非易失性存储器(例如，ROM、闪存、硬盘驱动器、磁带、CD-ROM、DVD-ROM等)或任何其它存储装置(包含软盘、驱动器、其它基于磁性的存储媒体、光学存储媒体等等)的任何组合。图8的计算/处理装置可以适合于充当专用机器，所述专用机器通过存取存储在存储器/媒体元件中的一或多者中的以计算机可读形式呈现的软件指令来提供所需功能性。当使用软件时，任何合适的编程、脚本或其它类型的语言或语言的组合可以用于实施本文中包含的教示。
实例1
为了更好地了解根据本发明的所揭示的实施例将产品接头作用与连续作用分离的优点，现将呈现所揭示的技术的示例性应用的结果。确切地说，测量并且分析59个轮胎的径向力变化(RFV)波形以将所述波形解析成与每个轮胎的前10个谐波相关联的接头成分以及连续成分。已知接头中的每一者的相对位置并且向其指派十二点接头区间。根据RFV波形的接头成分确定包含接头高度以及对在第一谐波处的径向力变化的贡献的产品接头的接头特征。
图9描绘了示例性轮胎的回归分析的结果。曲线710描绘了轮胎的原始RFV波形。曲线720描绘了在不将接头作用与连续作用分离的情况下使用回归分析建模的RFV曲线。曲线730描绘将接头作用与连续作用分离的使用回归分析建模的示例性径向RFV波形。如所图示，曲线730提供了对原始数据波形710的较接近的近似。
图10描绘了59个轮胎的所确定的接头高度的直方图。如图所示，超过60％的产品接头具有约0.0的标称接头高度。约30％的产品接头具有约0.4的接头高度。较小百分比的产品接头具有在0.4以上的接头高度。图11描绘了对在第一谐波处的径向力变化的接头贡献的百分比的直方图。如图所示，约70％的产品接头提供对在第一谐波处的径向力变化的标称贡献。约20％的产品接头提供约4％与约12％之间的在第一谐波处的径向力变化。较小百分比的产品接头具有超过约12％的在第一谐波处的径向力变化的贡献。如由图11展示，将均匀性波形分离成接头作用以及连续作用允许识别使用常规均匀性分析技术可能尚未确定的接头特征。
实例#2-向量分析
为了进一步说明将接头作用与连续作用分离的优点，现将阐述可以用作特性分析的一部分以减少在第一谐波处的径向力变化(RFV)的实例向量分析。图12描绘了并未将接头作用与连续作用分离的示例性向量分析的图形描绘。向量402表示在第一产品或加工作用的量值以及相位两者方面对在第一谐波处的径向力变化的贡献，并且向量404表示对于第二产品或加工作用在量值以及相位两者方面对在第一谐波处的径向力变化的贡献。向量402可以具有约1kg的量值并且向量404可以具有约2kg的量值。向量402以及向量404可以经组合以提供未经旋转的所得向量406，所述所得向量表示第一以及第二产品两者对在轮胎的第一谐波处的径向力变化的组合作用。
为了改进轮胎的均匀性特征，第一产品可以在成型鼓上旋转以获得经旋转向量408。经旋转向量408随后可以与向量404组合以获得所得向量410。所得向量410可以具有约1kg的量值。如图12中以图形方式描绘，所得向量410具有明显比未经旋转的所得向量406更少的量值，从而指示在轮胎的均匀性上的改进。
图12中所描绘的特性分析将与产品相关联的接头以及连续作用两者处理为单个向量。如果产品具有与接头作用分开的连续作用，那么在所选择的谐波处的接头作用以及连续作用贡献始终与相同的相位角相关联。这意味着用以最佳地补偿一个序列中的轮胎的旋转可能未必对于在所述序列中的随后的轮胎是最佳的，因为连续作用可能已经相对于产品接头移动到新位置处。
根据本发明的各方面，针对每个产品可以识别两个特性，一个关于产品接头并且另一个关于连续作用。这两个作用是相对于彼此独立可旋转的，从而对于每个产品产生更多可旋转成分(事实上使成分的数目加倍)，从而产生改进均匀性产出的增加的能力。这在图13中以图形方式描绘，所述图13将与产品相关联的作用分裂成连续作用以及接头作用两者。确切地说，向量502表示在第一产品的量值以及相位两者方面对在第一谐波处的径向力变化的贡献，并且向量504表示第二产品在量值以及相位两者方面对在第一谐波处的径向力变化的贡献。向量502可以具有约1kg的量值并且向量504可以具有约2kg的量值。向量502以及向量504可以经组合以提供未经旋转的所得向量506，所述所得向量表示对在轮胎的第一谐波处的径向力变化的组合作用。
为了改进轮胎的均匀性特征，第一产品可以经旋转以获得经旋转向量508。另外，第二作用可以分裂成接头成分向量510以及连续成分向量512。接头成分向量510可以具有约.2kg的量值并且连续成分向量512可以具有约1.9kg的量值。接头成分向量510可以相对于连续成分向量512旋转以补偿轮胎的均匀性，如在经旋转接头向量514处示出。在一个实例中，通过调整接头在产品中的相对位置，接头成分510可以相对于产品的连续成分旋转。举例来说，产品的较小部分在其最初离开挤出机时可被去除，使得在产品中的不同位置处产生产品接头。
经旋转向量508、经旋转接头向量514，以及与第二产品的连续作用相关联的向量512可以经组合以获得经旋转所得向量516。经旋转所得向量可以具有约0.6kg的量值，在第一谐波处的径向力变化中的40％的改进。
如图13中所图示，经旋转所得向量516提供在未经旋转的所得向量506上并且甚至在图12的经旋转所得向量410上的显著改进。以此方式，根据本发明的实施例的将接头作用与连续作用分离可以实现在均匀性补偿方法中的显著改进。
尽管本发明已经关于其具体实施例进行详细描述，但应了解，所属领域的技术人员在获得对前文的理解之后可以容易地产生对此类实施例的更改、此类实施例的变化，以及此类实施例的等效物。因此，本发明的范围是以实例而非限制的方式，并且本发明并不排除将此类修改、变化和/或添加包含到本标的物，这是所属领域的技术人员将容易明白的。

Claims (13)

1.一种用于改进轮胎的均匀性的方法，其包括：
在处理装置处接收针对轮胎测得的均匀性波形，所述均匀性波形与所述轮胎的至少一个均匀性参数相关联；
利用所述处理装置分析所述均匀性波形以将所述均匀性波形解析成一或多个连续成分以及至少一个接头成分，所述至少一个接头成分与所述轮胎中的产品接头相关联；
利用所述处理装置至少部分基于所述至少一个接头成分导出所述产品接头的一或多个特征；以及
基于所述产品接头的所述一或多个特征来修改对一或多个轮胎的制造；
其中分析所述均匀性波形包括将所述均匀性波形建模为多个正弦曲线项以及至少一个接头项的总和，所述多个正弦曲线项与所述一或多个连续成分相关联并且所述至少一个接头项与所述接头成分相关联；
所述至少一个接头项是在与所述产品接头在所述轮胎上的位置相关联的接头区间上界定的。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述产品接头的所述一或多个特征包括接头位置、接头高度、接头长度，或接头形状。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述产品接头的所述一或多个特征包括所述至少一个接头成分的谐波分布。
4.根据权利要求1所述的方法，其中分析所述均匀性波形进一步包括：
使用线性回归分析或线性编程分析来估计与所述至少一个接头项相关联的系数；以及
至少部分基于所述所估计的系数来确定所述产品接头的一或多个特征。
5.根据权利要求1所述的方法，其中将所述至少一个接头项建模为所述接头区间内的多个点，其中估计与所述至少一个接头项相关联的系数包括估计所述接头区间内的所述多个点中的每一者的单独的系数。
6.根据权利要求1所述的方法，其中将所述至少一个接头项建模为所述接头区间内的方波，其中估计与所述至少一个接头项相关联的系数包括估计与所述接头区间内的所述多个点中的每一者相关联的系数，所述接头区间内的所述多个点中的每一者的所述系数等于零或常数。
7.根据权利要求1所述的方法，其中将所述至少一个接头项建模为跨越所述接头区间的常数，其中估计与所述至少一个接头项相关联的系数包括估计跨越所述接头区间的所述常数。
8.根据权利要求1所述的方法，其中修改对一或多个轮胎的制造包括至少部分基于所述产品接头的所述一或多个特征进行接头审查。
9.根据权利要求1所述的方法，其中基于所述产品接头的所述一或多个特征来修改对一或多个轮胎的制造包括在随后制造的轮胎中改变产品接头的一或多个特征以改进所述随后制造的轮胎的均匀性。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述均匀性波形是所述轮胎的硫化前均匀性波形。
11.根据权利要求10所述的方法，其中修改对一或多个轮胎的制造包括基于从所述硫化前均匀性波形中导出的接头特征在硫化所述轮胎之前来修改制造。
12.根据权利要求10所述的方法，其中所述方法包括：
基于所述接头特征来估计产品接头对轮胎均匀性的硫化后贡献；以及
基于所述产品接头的所述所估计的硫化后贡献来修改对所述轮胎的制造以改进所述轮胎的均匀性。
13.一种用于改进轮胎的均匀性的系统，所述系统包括：
处理器；以及
计算机可读媒体，其存储用于通过所述处理器执行的计算机可读指令，所述计算机可读媒体进一步存储轮胎的至少一个所测量均匀性参数的均匀性波形；
其中所述处理器经配置以执行所述计算机可读指令以根据以上权利要求所述的方法中的任一者来分析所述均匀性波形。
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